对于科学家来说,探险是他们职业生涯中最令人兴奋的经历之一。但由于天文学家总归是经常要出差的,每次工作完成后,我都很高兴可以尽快回到我的家人身边。我的妻子总是说她必须先把我禁足。这也是在西班牙的测量之后的情况。通宵达旦的工作让EHT测量小组的每个人都付出了代价。我现在需要睡觉,我相信其他望远镜的同事也有同样的感觉。当一群EHT研究人员从地球的偏远角落回到文明世界时,记录器的硬盘也开始了它们的旅程。其中约有1000块被装在大木箱中由快递员运走。
“现在不能出错,求你了。”我想。VLBI数据已经不是第一次在运输中丢失了。EHT的整个数据宝藏都存储在磁盘上。没有备份——数据量太大,无法备份。我们必须在没有网和双重备份的情况下工作。数据的丢失对我们和我们的项目来说将是一场难以想象的灾难。这场联合观测运动就白费了,谁知道下一次我们什么时候能在各地有这么好的天气。
装有硬盘的箱子一个接一个地到达海斯塔克天文台。一些数据将从那里被送到波恩的马普射电所。我们必须等待来自南极的硬盘,这一批是时间最长的。它们只能在半年后,即南极冬季结束后,通过麦克默多站飞出。南极的观测员也将不得不待那么久,他们的夜晚还远未结束。
在5天的观测中,8个望远镜中的每一个都收集了大约450太字节(TB)的数据。因此,我们必须分析总共约3.5拍字节(PB)——一个PB是一个1后有15个0的数!第一步是将来自不同望远镜的数据做相关处理,即以高精度的机器将同一时刻的数据叠加和组合。马萨诸塞州和波恩的团队各自处理一部分工作,每个团队也将处理另一个团队的部分数据。这两个机构在这方面都有几十年的经验,但不管怎么说安全比遗憾好。
相关处理的目的在于把存储在数据噪声中的目标射电波“捞”出来,并把它们叠加起来。EHT是一个干涉仪,信息总是存在于两台望远镜的波的组合中——在这里单独一个望远镜是没有价值的。你可以这样考虑这种干扰:把两块石头扔进池塘,形成圆形的波浪圈。如果两个波纹圈交叠,它们在某些点上会相互抵消,而在其他点上会相互放大,从而形成一个特征模式。射电天文学家随口将这些放大的图案称为“条纹”(fringe)——“条纹图样”(fringepattern)的简称。从“条纹”的方向和强度,人们可以非常准确地读出撞击的相对方向和两块石头的大小。然而,射电天文学家并不是在平静的池塘里,而是在暴风雨的海洋中进行测量。他们必须在看到任何东西之前叠加很多很多的波峰和波谷,而要做到这一点,各种波必须精确地同步,否则它们就会发散。
为了实现这一点,射电波被相互移位,以便它们以相同的节拍振**,可以说是如此。因此,数据相关中心的专家有点像DJ,他们通过调整两个唱片机的速度,将不同歌曲的节拍融合在一起。然后,它以完美的同步方式一起播放,因此,歌曲听起来就像一个单一的轨道。然而,射电天文学家面对的不是两个碟片,而是许多个望远镜的马克六号记录下的射电数据。只有当它们完全同步时,这些射电望远镜才会在VLBI模式下运作。
对我们来说,这意味着等待,而DJ则立即知道他的两个转盘是否在同步工作。如果他犯了一个错误,两段音乐中的一段节奏稍稍落后,他迟早会注意到这一点:舞者们会捂住耳朵,因为颠簸的节拍而匆匆离开舞池。但在我们的测量过程中,我们几乎无法检查一切是否同步。观测中的我们就像早期在公海上的探险家一样:在没有GPS和地标的情况下,他们在一望无际的大洋上掌舵,希望能到达他们伟大的目的地。我们所有的努力是否得到了回报,我们是否会安全抵达,我们只有在最后才能知道。条纹,即良好的叠加模式,并不总能被发现。在那之前,我们只能紧张地咬着手指甲等待着。
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